滾筒式營(yíng)養(yǎng)缽體機(jī)的研究設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目 滾筒式營(yíng)養(yǎng)缽體機(jī)研究設(shè)計(jì) 摘 要本文研究設(shè)計(jì)的滾筒式營(yíng)養(yǎng)缽體機(jī)是一種新型制缽機(jī)具。該新型制缽機(jī)具首次提出利用凸輪機(jī)構(gòu)的偏心作用制缽，該機(jī)具能一次完成上料、制缽等加工，制缽效率高。在該機(jī)工作的過(guò)程中，各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)比如壓實(shí)、缽體投出等環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性都能得到有效地控制。同時(shí)本機(jī)具有高生產(chǎn)效率，每小時(shí)10800個(gè)缽體，可廣泛適用于棉花、玉米、瓜果、花卉等作物所需營(yíng)養(yǎng)缽的制作。本文主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：方案的確定；電機(jī)的選擇；各軸的轉(zhuǎn)速；鏈輪、齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算；鏈輪、齒輪、凸輪的尺寸計(jì)算以及方案圖、裝配圖和零件圖的繪制。文中較詳細(xì)的設(shè)計(jì)了滾筒式營(yíng)養(yǎng)缽體機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)

2、各個(gè)零件做了具體的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并對(duì)受載荷較大的零件進(jìn)行了精確的校核, 同時(shí)繪制了該制缽機(jī)的裝配圖和零件圖，而且還對(duì)該制缽機(jī)的整體裝配圖進(jìn)行了三維建模及仿真。該機(jī)具的設(shè)計(jì)過(guò)程中大量運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)件，大大縮短了設(shè)計(jì)的工作量和降低了生產(chǎn)制造周期及成本。關(guān)鍵詞：營(yíng)養(yǎng)缽；制缽機(jī)；滾筒 abstractthis paper studies the design platen earth bowl machine is a new type of machine. this earth bowl machine function can finish feeding, the earthen bowl of p

3、rocessing, high production efficiency. in the machine work process, each homework links such as feeding quantity, rate stability of such links can get effective control. meanwhile the machine can produce 10800 earthen bowls per hour, which can be widely used in cotton, corn, melon and fruit, flowers

4、, etc for the production of crops earthen bowl of nutrition.this paper mainly design content: the design scheme determined; motor choice; the axis of rotation speed, torque and power calculation; the sprocket, gear design and calculation; the sprocket, gear, cam size calculation and scheme figure, d

5、rawings and component drawing. this paper is the detailed design of the platen earth bowl machine the transmission system and actuators. this paper was designed in detail of the transmission system and the virtual machine for various parts of executive branch, made specific structure size design, an

6、d the load larger parts of the precise respectively. not only to the earth bowl machine of cylinder assembly drawings and parts drawing machine on the 2d rendering of the system, but also in the system of the whole machine assembly drawings , the three-dimensional modeling and simulation. the machin

7、e design, application of standard greatly shortened design workload and reduces the production cycle and costs.keywords: earthen bowl of nutrition ; earth bowl machine ; platen目錄摘要iabstractii目錄iii1 概述11.1 本課題研究背景11.1.1 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀11.1.2 國(guó)外的研究現(xiàn)狀11.2 課題研究的目的及意義11.3 課題研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)和方法22 擬定方案32.1工藝分析32.1.1最早

8、的手工制缽的方法32.2 整體方案的擬定42.2.1 方案分析42.2.2 方案的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求52.2.3 本課題研制的制缽機(jī)方案的實(shí)施52.2.5 本課題研制的制缽機(jī)方案的優(yōu)點(diǎn)82.2.5 方案中各機(jī)構(gòu)的控制和實(shí)現(xiàn)93 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)103.1 傳動(dòng)方案的擬定103.1.1 對(duì)傳動(dòng)方案的要求103.1.2 擬定傳動(dòng)方案103.2 電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇及相關(guān)參數(shù)計(jì)算113.2.1 電動(dòng)機(jī)和減速器類(lèi)型的選擇113.2.2 電動(dòng)機(jī)功率的確定113.2.3 傳動(dòng)比的分配133.2.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算134 系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.1 主機(jī)架的設(shè)計(jì)144.1.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求144

9、.1.2 焊接機(jī)架的特點(diǎn)144.1.3 鑄造機(jī)架的特點(diǎn)144.1.4 機(jī)器機(jī)架類(lèi)型的選擇154.2 制缽機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)154.2.1營(yíng)養(yǎng)缽的壓實(shí)、投出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)164.2.2 制缽模具的設(shè)計(jì)174.2.3 活塞及活塞桿的設(shè)計(jì)184.2.4 導(dǎo)向筒的設(shè)計(jì)204.2.5 方軸的設(shè)計(jì)204.2.6 刮土機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)224.3套杯內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖224.3.1 套杯及主要零件的安裝方法234.3.2 主要零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)234.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)254.4.1 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)254.4.2 凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)284.4.3 凸輪和滾子的材料294.5 傳動(dòng)軸i的設(shè)計(jì)計(jì)算294.5.1 選擇軸的材料294.5.2 求傳動(dòng)軸i

10、功率、轉(zhuǎn)速及扭矩294.5.3 初步估計(jì)最小軸徑294.5.4 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)295 傳動(dòng)系統(tǒng)主要零部件設(shè)計(jì)325.1 與齒輪減速電機(jī)相連的鏈輪傳動(dòng)i設(shè)計(jì)325.1.1 滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算325.1.2 滾子鏈的型號(hào)345.1.3 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑345.1.4 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料345.2 與混料箱相連的鏈輪傳動(dòng)ii設(shè)計(jì)405.2.1 滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算405.2.2 滾子鏈的型號(hào)435.2.3 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑435.2.4 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料435.3 軸i齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)455.3.1 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)455.3.2 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)515.3.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)515.4 軸ii一級(jí)齒輪

11、傳動(dòng)設(shè)計(jì)525.4.1 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)525.4.2 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)555.4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)555.5 軸ii二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)555.5.1 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)555.5.2 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)585.5.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)586 制缽機(jī)裝配圖及零件圖596.1 制缽機(jī)裝配圖596.1.1 制缽機(jī)主視圖596.1.2 制缽機(jī)左視圖606.1.3 制缽機(jī)俯視圖616.1.4 a-a剖視圖626.1.5 明細(xì)欄636.2 制缽機(jī)零件圖666.2.1 套杯666.2.2 導(dǎo)向筒666.2.3 制缽模具676.2.4 活塞676.2.5 活塞桿686.2.6 方軸68設(shè)計(jì)總結(jié)69致謝70參考文獻(xiàn)7

12、1附錄72附錄（一）72附錄（二）74附錄（三）751 概述1.1 本課題研究背景1.1.1 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)機(jī)械制缽機(jī)研究始于20世紀(jì)70年代，至今已研制了多種型號(hào)的制缽機(jī)。在“七五”期間，北京引進(jìn)國(guó)外機(jī)械化育苗生產(chǎn)線，主要以生產(chǎn)蔬菜苗缽為主，可以實(shí)現(xiàn)缽體制備、缽體成形、打坑、精密播種及覆土等工藝的機(jī)械化。在“八五”期間，經(jīng)農(nóng)業(yè)部立項(xiàng)，進(jìn)行了“盤(pán)苗設(shè)備及配套技術(shù)研究”，研制出“精密播種生產(chǎn)線設(shè)備”，主要用來(lái)制造以蔬菜、甜菜、為主的苗缽，“機(jī)械化制缽機(jī)的研制”課題被估價(jià)科委列入“九五”項(xiàng)目研究，已研制出2jb501型機(jī)械化制缽機(jī)，能實(shí)現(xiàn)制缽過(guò)程機(jī)械化操作，制造出來(lái)的營(yíng)養(yǎng)缽能夠滿足玉米、棉花

13、等經(jīng)濟(jì)作物的移栽要求2?？傮w來(lái)講，我國(guó)制缽機(jī)的研制與開(kāi)發(fā)有了較大進(jìn)展。目前，我國(guó)在這方面的研究已很多，并有越來(lái)越多的適應(yīng)性更廣的機(jī)型正在研究中或已研制出來(lái)，將能更好的為國(guó)民生產(chǎn)發(fā)展做貢獻(xiàn)。1.1.2 國(guó)外的研究現(xiàn)狀20世紀(jì)初期，歐洲一些國(guó)家開(kāi)始大量種植蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物，出現(xiàn)了早期的近代秧苗種植機(jī)具。這些機(jī)具仍為手動(dòng)栽植，只是減輕了栽秧者肢體反復(fù)屈伸的繁重勞動(dòng)；到20世紀(jì)30年代后期，出現(xiàn)了栽植機(jī)構(gòu)或栽秧機(jī)器代替人工直接栽秧，使送秧入溝過(guò)程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化；自20世紀(jì)50年代開(kāi)始，歐洲國(guó)家開(kāi)展作物壓縮土缽育苗及移栽的生產(chǎn)技術(shù)研究，研制出多種不同結(jié)構(gòu)形式的半自動(dòng)移栽機(jī)和制缽機(jī)；到20世紀(jì)70年代，前蘇聯(lián)

14、蔬菜栽植機(jī)械化水平為58%,國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)已達(dá)67%；到20世紀(jì)80年代，半自動(dòng)移栽機(jī)已在西方國(guó)家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，制缽育苗和移栽已形成完整的機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各種機(jī)械配套使用。到目前為止，作物壓縮土缽成型、缽上單位精密播種和相應(yīng)的自動(dòng)化移栽設(shè)備在技術(shù)上基本達(dá)到了完善，亦廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。1.2 課題研究的目的及意義育秧缽機(jī)是一種自動(dòng)生產(chǎn)秧苗缽體的機(jī)械的設(shè)備。可用于制作圓柱形帶籽孔的棉花、玉米、瓜果、花卉的農(nóng)作物育苗用營(yíng)養(yǎng)缽。秧苗用缽體培育后移栽，能保證秧苗質(zhì)量，達(dá)到早育、早熟、早上市、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、的目的，還可以節(jié)省勞動(dòng)力、種子肥料、農(nóng)藥。中國(guó)是世界最大的蔬菜生產(chǎn)國(guó)，蔬菜產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的6

15、0%左右，我國(guó)蔬菜栽植機(jī)械的發(fā)展較慢，秧苗栽植幾乎全部由人工完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且栽植質(zhì)量差、生產(chǎn)成本高。顯而易見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)蔬菜農(nóng)作物栽植機(jī)械化已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需要。而本課題研制的新型制缽機(jī)能一次完成上料、壓實(shí)、出缽等加工，大大的提高了生產(chǎn)效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)固可靠，容易操作，且有較強(qiáng)的創(chuàng)新，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的工具。同時(shí)選制缽機(jī)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，一方面，可以總結(jié)大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，可以將本專(zhuān)業(yè)各方面的知識(shí)的運(yùn)用結(jié)合起來(lái)，鍛煉了自己的機(jī)械綜合運(yùn)用的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)；另一方面，初步嘗試了從事系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)研究，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，深入認(rèn)識(shí)了一般成型機(jī)械的設(shè)計(jì)方法和思路，對(duì)畢業(yè)后的工作學(xué)習(xí)有很

16、大的幫助。此外，制缽機(jī)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、工作量適合作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是完全符合要求的。1.3 課題研究的內(nèi)容及擬采取的技術(shù)和方法目前國(guó)內(nèi)外對(duì)規(guī)格化育秧播種機(jī)都有一定的研究，參照相關(guān)研究，經(jīng)過(guò)深入分析規(guī)格化育秧配套的播種機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀后，自己做了進(jìn)一步分析，對(duì)本課題進(jìn)行了的研究和探討。本課題本著使用方面、操作方便、易于維修、提高效率的原則上，也盡可能使設(shè)計(jì)的更加經(jīng)濟(jì)化。因此在設(shè)計(jì)中，該制缽機(jī)能一次完成上料、壓實(shí)，出缽等作業(yè)環(huán)節(jié)。不同于國(guó)內(nèi)外一些育秧播種機(jī)的研究，考慮目前中國(guó)農(nóng)村現(xiàn)狀，本著降低成本的前提下，本課題制缽機(jī)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中盡量采取簡(jiǎn)單和實(shí)用的結(jié)構(gòu)，保證其經(jīng)濟(jì)性和方便性。本制缽機(jī)的外型 14061

17、0622291。配套的制缽模具為鑄件，外形尺寸為11986150，在正常運(yùn)行時(shí)，可保證每時(shí)10800個(gè)缽的生產(chǎn)效率。對(duì)此，本課題所做的具體工作是：分析制缽機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，探討制缽機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展前景和發(fā)展方向。收集制缽種機(jī)方面的資料，初步擬定設(shè)計(jì)方案；根據(jù)工作性能指標(biāo)再重新修訂育制缽機(jī)的設(shè)計(jì)方案；對(duì)傳動(dòng)部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)；完成制缽機(jī)零部件的設(shè)計(jì)；繪制整體裝配圖和各部分零件圖；三維建模及仿真；編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 2 擬定方案2.1工藝分析2.1.1最早的手工制缽的方法（1）步驟：1）將肥料和土壤攪拌均勻，然后用篩子篩細(xì)。 2) 將上土壤放入一個(gè)模子，見(jiàn)圖2.1a。 3）用一沖頭將土壤沖緊，沖頭下部有一

18、凸頭，見(jiàn)圖2.1b。 4) 再將模子托起，這樣育秧缽被沖出見(jiàn)圖2.1c。 圖2-1 手工制育秧缽由手工制造方法可知制造缽體需要三個(gè)流程，即填料 沖壓成型 沖出成品 進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。（2）老式制缽機(jī)如圖2-2，這種是老式育秧制缽機(jī)，它的制缽方法很像制作蜂窩煤。它的工作過(guò)程是這樣的：電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給齒輪7。齒輪7一方面通過(guò)偏心銷(xiāo)使運(yùn)動(dòng)經(jīng)由連桿8傳動(dòng)滑動(dòng)支架作上下移動(dòng)，另一方面，齒輪7又由一對(duì)錐齒輪將運(yùn)動(dòng)傳到端面凸輪離合器11（它和軸用導(dǎo)向鍵聯(lián)接，不僅能隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還能在軸上移動(dòng)）。若端面凸輪在旁邊固定著的從動(dòng)滾子10的強(qiáng)制下，向上抬起并壓縮彈簧，離合器11就處在脫開(kāi)狀態(tài)，

19、在其下面的齒輪9（和空軸套）就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)端面凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)到凸輪凹面與從動(dòng)滾子10接觸時(shí)，端面凸輪就會(huì)在彈簧力的作用下向下退役。使離合器嚙合，運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)齒輪9帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，凸輪會(huì)再次轉(zhuǎn)到凸輪面與滑輪接觸，此時(shí)凸輪又會(huì)在滑輪的強(qiáng)制作用下使離合器再次脫開(kāi)，齒輪9就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這一過(guò)程恰好轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)60，而被定位銷(xiāo)20銷(xiāo)住，也就是在轉(zhuǎn)盤(pán)停頓的時(shí)間里，滑動(dòng)支架正好帶著固定在它上面的壓緊沖頭和沖出沖頭在模孔中作一次上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以完成壓緊和沖出一只育秧缽的過(guò)程。這種制缽機(jī)有如下的缺點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件較多；2)容易損壞、維修不方便；3)造價(jià)較高。 圖2-2 老式制缽機(jī)2.2 整體方案的擬定

20、2.2.1 方案分析 1-主動(dòng)軸，2-滾筒，3-滾子，4、11-大凸輪，5、12-小齒輪，6、13-大齒輪，7、14-小凸輪，8-活塞桿，9-制缽模具， 10-推桿，15、17-齒輪，16、18-齒輪，19-混料箱 圖2-3 方案簡(jiǎn)圖該方案原理：該機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是才采用了滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)和活塞的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)傳到主動(dòng)軸1時(shí)會(huì)帶動(dòng)主動(dòng)齒輪5、12、17運(yùn)動(dòng)，此時(shí)動(dòng)力會(huì)分兩條路線走：一條運(yùn)動(dòng)路線是經(jīng)齒輪18與17嚙合，從而運(yùn)動(dòng)會(huì)依次傳到齒輪16，因?yàn)辇X輪16是安裝在滾筒2上，所以滾筒2會(huì)跟齒輪16一起運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)安裝在其上的制缽模具9和活塞桿8一起以軸1作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)活塞也會(huì)在

21、制缽模具9中作活塞運(yùn)動(dòng)；另一條運(yùn)動(dòng)路線是由齒輪5、12會(huì)帶動(dòng)與其嚙合的齒輪6、13運(yùn)動(dòng)，而小凸輪7、14是安裝在齒輪6、13上，所以會(huì)帶動(dòng)小凸輪14運(yùn)動(dòng)。2.2.2 方案的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求在確定上述方案之后就可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，整個(gè)機(jī)器主要由以下機(jī)構(gòu)組成：（1）混料機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)要求完成：1)將運(yùn)輸?shù)交炝舷渲械耐寥篮头柿匣旌暇鶆?，同時(shí)，絞輪在轉(zhuǎn)的過(guò)程中應(yīng)對(duì)土有個(gè)向下的推力，使料更容易進(jìn)入制缽模具。2)混料箱下方兩側(cè)板上安裝有刮土機(jī)構(gòu)，當(dāng)制缽模具裝滿料運(yùn)轉(zhuǎn)到刮土板時(shí)，刮土板應(yīng)能將多余的料刮去。(2)壓實(shí)與投出機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)要求完成：為了提高生產(chǎn)效率和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，營(yíng)養(yǎng)缽的壓實(shí)和出在一個(gè)工序中實(shí)現(xiàn)，由于活

22、塞桿在凸輪上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推桿在凸輪上轉(zhuǎn)過(guò)135時(shí)缽被壓實(shí)，然后在165-180過(guò)程中實(shí)現(xiàn)缽的投出。在投出的過(guò)程中設(shè)置了一個(gè)小凸輪，這里的小凸輪應(yīng)與滾筒的運(yùn)動(dòng)正時(shí)，當(dāng)活塞桿運(yùn)動(dòng)到165時(shí)，小凸輪也應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)該角度，并與方軸接觸。 （3）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)要求完成：在活塞桿進(jìn)行徑向擠壓和同時(shí)進(jìn)行圓周旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，保證壓桿不會(huì)被卡死。2.2.3 本課題研制的制缽機(jī)方案的實(shí)施綜合上述分析，確定出制缽機(jī)的整體方案圖，見(jiàn)圖2-4。1-滾筒，2-小凸輪，3-鏈傳動(dòng)iii，4-方軸，5-承力弧型板，6-軸ii，7-制缽模具，8-活塞桿，9-鏈傳動(dòng)ii，10-大凸輪，11-主軸i，12-鏈傳動(dòng)ii，13-齒輪減速電機(jī)，14

23、-混料箱，15-刮土機(jī)構(gòu)，16-機(jī)架， 17-鏈傳動(dòng)iv 圖2-4 整體方案工作過(guò)程:如圖2-5，制缽模具2安裝在滾筒上，活塞桿8一端安裝在制缽模具2中，另一端安裝有滾子7，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，同時(shí)會(huì)帶動(dòng)制缽模具2和其活塞桿8一起轉(zhuǎn)動(dòng)，大凸輪4不轉(zhuǎn)，而活塞桿8除了作轉(zhuǎn)動(dòng)還沿徑向作活塞運(yùn)動(dòng)來(lái)擠壓土。該工作過(guò)程分三個(gè)階段：第一階段，填料（i）。當(dāng)制缽模具2轉(zhuǎn)到i處，活塞處于制模模具的最低位置，同時(shí)混料箱中的料會(huì)由于自重和旋轉(zhuǎn)攪輪的作用進(jìn)入制缽模具2中；第二階段，壓實(shí)（ii-iii）。當(dāng)制缽模具2旋轉(zhuǎn)到ii時(shí)，由于大凸輪4的作用，會(huì)使活塞開(kāi)始作活塞運(yùn)動(dòng)，所以在活塞桿8和承力弧形圓板3的綜合作用下開(kāi)始擠

24、壓缽中的土。第三階段，投出（iii-iv）。當(dāng)制缽模具2運(yùn)動(dòng)到iii時(shí)，此處沒(méi)有了承力弧形圓板3，由于小凸輪6的轉(zhuǎn)速為36r/min,滾筒（方軸）的轉(zhuǎn)速為6r/min，每當(dāng)制缽模具運(yùn)動(dòng)到p處時(shí)，小凸輪剛好運(yùn)動(dòng)到p處，此時(shí)小凸輪6的的基圓與方軸5接觸，因?yàn)樾⊥馆喌乃俣缺葷L筒快，在小凸輪6運(yùn)動(dòng)到的頂點(diǎn)q之前將一直跟方軸5一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并且方軸還受到小凸輪的推力作用，直到轉(zhuǎn)過(guò)q點(diǎn)它們才分離，推力消失。從小凸輪6開(kāi)始推方軸5直至推力消失這個(gè)過(guò)程也就是營(yíng)養(yǎng)缽?fù)冻鲞^(guò)程，而投出的營(yíng)養(yǎng)缽將被皮帶運(yùn)輸走。小凸輪6與方軸5分離后，滾子7將受大凸輪4的滾子槽的約束慢慢回到起始位置i，從而開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。 1-混料箱

25、，2-制缽模具，3-承力弧形圓板，4-大凸輪，5-方軸，6-小凸輪，7-滾子，8-活塞桿圖2-5 方案一1-混料箱，2-制缽模具，3-承力弧形圓板，4-大凸輪，5-活塞，6-滾子圖2-6 方案二 工作過(guò)程：方案二的工作過(guò)程和方案一的工作過(guò)程類(lèi)似，也分為三個(gè)階段：第一階段，填料（i），第二階段,壓實(shí)（ii-iii），第三階段，投出（iii-iv）。由于此方案沒(méi)有用到小凸輪，所以在出缽的過(guò)程中完全是靠大凸輪4的作用，這種方案雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但該方案存在兩個(gè)問(wèn)題:第一，就是該機(jī)器由于沒(méi)有小凸輪的作用，所以必須提前推缽，即在iii處，但制缽模具2運(yùn)動(dòng)到q時(shí)，被推出的一定長(zhǎng)度的營(yíng)養(yǎng)缽有可能斷裂或提前脫落；

26、第二，如果不提前推缽，那么由于只有大凸輪4的作用，所以必須將該凸輪曲線設(shè)計(jì)得很陡，如p處，但又由于活塞桿5有一定的長(zhǎng)度，所以滾子很難轉(zhuǎn)過(guò)這個(gè)突變位置，同時(shí)活塞桿也容易在此處發(fā)生自鎖，見(jiàn)圖2-6。綜上兩種方案的分析，故采用方案二，該方案制缽機(jī)的三維圖如圖2-7所示。 圖2-7 滾筒式制缽機(jī)三維實(shí)體模型2.2.5 本課題研制的制缽機(jī)方案的優(yōu)點(diǎn)(1)壓實(shí)機(jī)構(gòu)和投出機(jī)構(gòu)是通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和活塞運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。即運(yùn)用了對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)，活塞桿的一端聯(lián)接滾輪，然后滾輪在凸輪上運(yùn)行，凸輪不轉(zhuǎn)，而活塞的另一端在模具中，相當(dāng)于氣缸中的活塞運(yùn)動(dòng)，通過(guò)凸輪結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)從而擠壓缽并推出缽，這種壓實(shí)機(jī)構(gòu)和投出機(jī)

27、構(gòu)做成一體，從而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。(2)考慮到缽的投出方便，本課題中特意設(shè)置了一個(gè)小凸輪結(jié)構(gòu)，推桿的轉(zhuǎn)速為6r/min，而小凸輪的轉(zhuǎn)速為36r/min,當(dāng)壓桿在推出的過(guò)程中，當(dāng)壓桿轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)角度時(shí)，小凸輪會(huì)推壓桿，直到出缽，這樣就保證了出缽的順利進(jìn)行。(3)推出的缽會(huì)落在與滾筒線速度相同的鏈上，經(jīng)過(guò)鏈輪的鏈傳動(dòng)，自動(dòng)的將推出的缽運(yùn)輸?shù)较乱还ば蜻M(jìn)行作業(yè)，自動(dòng)化程度高。(4)滾筒一排布置了5個(gè)制缽模具，而滾筒上均布6排制缽模具，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)一圈就會(huì)出30個(gè)營(yíng)養(yǎng)缽，所以生產(chǎn)量可以達(dá)到10800個(gè)/時(shí)，生產(chǎn)效率高, 適宜機(jī)械化生產(chǎn), 能夠達(dá)到較高的生產(chǎn)率, 可滿足帶籽孔的棉花、玉米、瓜果、花卉的農(nóng)作物育苗用營(yíng)養(yǎng)

28、缽的需要。(5)由于種坑的土是后來(lái)擠成型的, 故缽體四周和底部因壓實(shí)比較結(jié)實(shí), 有利于缽體移動(dòng)、育苗、移栽的機(jī)械化操作, 而中心及上部中心(原種坑) 處比較松, 有利于作物的發(fā)芽生長(zhǎng)。(6)制成的缽體既可采用工廠化方式大批量育苗, 也可由農(nóng)戶(hù)按傳統(tǒng)方式在地頭覆膜育苗, 具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。2.2.5 方案中各機(jī)構(gòu)的控制和實(shí)現(xiàn)(1)各機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系為了使該機(jī)器實(shí)現(xiàn)預(yù)定的工作，要求各機(jī)構(gòu)（包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其他輔助機(jī)構(gòu)）必須滿足一定的關(guān)系，不能發(fā)生干涉。特別是小凸輪和推桿之間的關(guān)系，只要當(dāng)推桿運(yùn)動(dòng)到開(kāi)始出缽的位置時(shí)小凸輪才能頂推桿，既不能提前，也不能滯后。同時(shí)推桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要能始終與?？?/p>

29、很好的配合上，這些就要去制造上滿足一定的精度，在安裝上要注意對(duì)正時(shí)點(diǎn)。(2)各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度控制為了實(shí)現(xiàn)已經(jīng)擬定的生產(chǎn)率，考慮到傳動(dòng)的精確性以及結(jié)構(gòu)的緊湊性，選用齒輪作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置，因?yàn)辇X輪傳動(dòng)還具有傳動(dòng)平穩(wěn)，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)方案的擬定3.1.1 對(duì)傳動(dòng)方案的要求合理的傳動(dòng)方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低廉、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求。任何一個(gè)方案，要滿足上訴所有要求是十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧、滿足最主要和最基本的要求。3.1.2 擬定傳動(dòng)方案根據(jù)各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)（如下）確定傳動(dòng)方案。(1)鏈

30、傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高；又因?yàn)殒湕l不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較?。绘湕l采用采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；同時(shí)，鏈傳動(dòng)能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。 (2)齒輪傳動(dòng)具有承載能力大、效率高、允許速度高、尺寸緊湊、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。由于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的承載能力和平穩(wěn)性比直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，故在高速級(jí)或要求傳動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合，常采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(3) 帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振等特點(diǎn)，且能起過(guò)載保護(hù)作用。但由于它是靠摩擦力來(lái)工作的，在傳遞同樣功率的條件下，當(dāng)帶速較低時(shí)，傳

31、動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸較大。為了減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)將其布置在高速級(jí)。(4) 錐齒輪傳動(dòng)，當(dāng)其尺寸太大時(shí)，加工困難，因此應(yīng)將其布置在高速級(jí)，并限制其傳動(dòng)比，以控制其結(jié)構(gòu)尺寸。(5) 蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，但其傳動(dòng)效率低，尤其在低速時(shí)，其效率更低，且蝸輪尺寸大，成本高。因此，它通常用于中小功率、間斷工作或要求自鎖的場(chǎng)合。為了提高傳動(dòng)效率、減小結(jié)構(gòu)尺寸，通常將其布置在高速級(jí)。(6) 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，由于潤(rùn)滑條件和工作環(huán)境惡劣，磨損快，壽命短，故應(yīng)將其布置在低速級(jí)。根據(jù)各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和上述選擇原則，結(jié)合本設(shè)計(jì)的工作條件，得出下面的傳動(dòng)方案，如圖3-1。 圖3-1 傳動(dòng)方案 由帶有

32、減速機(jī)的電動(dòng)機(jī)，通過(guò)鏈傳動(dòng)i，與主軸i相連，將動(dòng)力由電機(jī)傳到軸i，然后通過(guò)鏈傳動(dòng)ii將動(dòng)力傳到軸ii，使混料機(jī)構(gòu)工作，同時(shí)又有齒輪傳動(dòng)就動(dòng)力傳到滾筒，使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)；軸i上的動(dòng)力又經(jīng)過(guò)鏈傳動(dòng)iii將動(dòng)力傳動(dòng)到運(yùn)輸機(jī)構(gòu)。 3.2 電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇及相關(guān)參數(shù)計(jì)算3.2.1 電動(dòng)機(jī)和減速器類(lèi)型的選擇考慮到安裝需要以及工作環(huán)境，采用的是帶有減速機(jī)的電動(dòng)機(jī)。參考一般農(nóng)業(yè)機(jī)械減速機(jī)的選擇，選用g全封閉齒輪減速電機(jī)。g系列全封閉齒輪減速機(jī)全封閉全壽命機(jī)電一體化設(shè)計(jì) ;2、硬齒面斜齒傳動(dòng)，低噪聲、高效率;3、整體結(jié)構(gòu)、重量輕，適應(yīng)性強(qiáng);4、可附加電磁制動(dòng)器。它具有減速比大，傳動(dòng)效率高，體積小，重量輕，故障少，

33、壽命長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，噪音小，拆裝方便，容易維修，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)載能力強(qiáng)，耐沖擊，慣性力矩小等特點(diǎn)。根據(jù)所選用減速機(jī)的產(chǎn)品手冊(cè)（嘉田傳動(dòng)機(jī)械有限責(zé)任公司），選用g全封閉齒輪減速電機(jī)，常配用的直聯(lián)電動(dòng)機(jī)為y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。3.2.2 電動(dòng)機(jī)功率的確定電動(dòng)機(jī)的功率由該設(shè)別所消耗的功率決定。該設(shè)備消耗的功率主要有：(1)壓緊和沖出時(shí)所作的功壓緊工作時(shí)平均所受的壓力去100kg(按經(jīng)驗(yàn)選取)，沖頭總行程為100mm,沖頭上下總位移為200mm，每小時(shí)往復(fù)10800次，所消耗功率按下式計(jì)算 式中 f-沖頭在行程中所受的平均壓力，單位 n； s-沖頭每次行程的位移量，單位 m; n-沖頭每小時(shí)的行程次數(shù)

34、，單位 次/小時(shí)。因此 (2)混料箱中絞輪消耗功率由于絞輪的轉(zhuǎn)速不高，估計(jì)推動(dòng)1立方米的土料需要1噸的力。混料箱的體積為： 攪動(dòng)土料需要的平均力： 消耗功率: 總的工作功率: 為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需要的功率pd，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率。設(shè)為鏈輪傳動(dòng)的效率，為滾動(dòng)軸承的效率，為滑動(dòng)軸承的效率，為齒輪傳動(dòng)的效率，查表得=0.93，=0.98，=0.98，=0.97則傳動(dòng)裝置的總效率為：電動(dòng)機(jī)所需要的功率為:=/ =1.42kw查閱所選用齒輪減速電機(jī)的產(chǎn)品手冊(cè)（嘉田傳動(dòng)機(jī)械有限責(zé)任公司），考慮到該齒輪減速電機(jī)的安裝要求，并滿足功率需要，選擇的g全封閉齒輪減速電機(jī)的型號(hào)為：gh50-1.5-9

35、.5s其余部分參數(shù)見(jiàn)表3-1。（其詳細(xì)參數(shù)及相關(guān)信息見(jiàn)附錄（一）表3-1 g全封閉齒輪減速電機(jī)部分參數(shù)3.2.3 傳動(dòng)比的分配從g全封閉齒輪減速電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速為144r/min，而按照初步取鏈輪的基準(zhǔn)直徑為=104mm(具體設(shè)計(jì)見(jiàn)3.4鏈輪傳動(dòng)計(jì)算)，則連接鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為72r/min，那么采用方案中的鏈輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=2 。3.2.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算（1）各軸的轉(zhuǎn)速：按照設(shè)計(jì)要求，連接鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速均為72r/min，即軸i，軸ii，軸iii的轉(zhuǎn)速分別為72r/min、36r/min、20.9r/min。（2）各軸的輸入功率計(jì)算：軸i：軸ii：軸iii：4 系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4

36、.1 主機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架在機(jī)器中起到支承和固定機(jī)器零件的作用，它作為一個(gè)重要的零部件，性能要求較高。機(jī)架的設(shè)計(jì)主要應(yīng)保證其剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。4.1.1 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求（1）在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本底。（2）抗振性好。把受迫振動(dòng)振幅限制在允許范圍內(nèi)。（3）噪聲小。（4）溫度場(chǎng)分布合理，熱變形對(duì)精度影響小。（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機(jī)械加工。（6）結(jié)構(gòu)力求便于安裝和調(diào)整，方便維修和更換零部件。（7）有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理、耐磨性良好。（8）造型好，使之既適用經(jīng)濟(jì)，又美觀大方。4.1.2 焊接機(jī)架的特點(diǎn)（1）重量較輕。鋼板焊接毛坯比鑄件毛坯

37、輕30%，比鑄鋼毛坯輕20%。（2）強(qiáng)度高、剛度大，對(duì)同一結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度為鑄鐵的2.5倍，鋼的疲勞強(qiáng)度為鑄造的3倍。但抗振性能較差。（3）生產(chǎn)周期短、能使適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、壁厚可以相差很大，并且可根據(jù)工況需要不同部位選用不同性能的材料。（5）單件小批生產(chǎn)的大、中型機(jī)架；特大型機(jī)架，如大型水壓機(jī)橫梁，底座及立柱，大的軋鋼機(jī)機(jī)架和顎式破碎機(jī)機(jī)架等，可采用小拼大的電渣焊。4.1.3 鑄造機(jī)架的特點(diǎn)（1）重量偏重。（2）鑄鐵機(jī)架的強(qiáng)度與剛度較低，但內(nèi)摩擦大，阻尼作用大，故抗振性能好。（3）生產(chǎn)周期長(zhǎng)，資金周轉(zhuǎn)慢，成本高。（4）由于技術(shù)上的限制，鑄件壁厚不能相差過(guò)大。而為了取出芯砂、設(shè)

38、計(jì)時(shí)只能用“開(kāi)口”式結(jié)構(gòu)，影響剛度。（5）大批量生產(chǎn)的中小型機(jī)架。（6）鑄鐵材料來(lái)源方便、價(jià)廉。4.1.4 機(jī)器機(jī)架類(lèi)型的選擇綜合考慮上述情況，分析如下：該機(jī)械屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械，參考一般農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)，這里選擇機(jī)架類(lèi)型為焊接機(jī)架。焊接機(jī)架通過(guò)焊接槽鋼焊接而成。結(jié)構(gòu)形式如圖4-1所示。 圖4-1 機(jī)架如圖4-1，機(jī)架采用槽鋼焊接而成，基本尺寸為a=100mm，b=48mm，s=5.3mm，其相關(guān)尺寸規(guī)格符合gb707-1988.其中a、b、s分別為槽鋼的寬度、腿高度和腰厚度。4.2 制缽機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4-2 總裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4.2.1營(yíng)養(yǎng)缽的壓實(shí)、投出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制缽機(jī)中的營(yíng)養(yǎng)缽的壓實(shí)、投出機(jī)構(gòu)的是否合

39、理及是否簡(jiǎn)易直接影響到整臺(tái)機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性以及適用性。所以營(yíng)養(yǎng)缽的壓實(shí)、投出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，見(jiàn)圖4-2（i）。如圖4-3所示，該制缽機(jī)中的營(yíng)養(yǎng)缽的壓實(shí)、投出是在活塞桿的一次擠壓中完成，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，而且便于安裝。 1-方軸，2-活塞桿，3-導(dǎo)向筒，4活塞，5-制缽模具，6-滾筒圖4-3 壓實(shí)，投出機(jī)構(gòu)圖4.2.2 制缽模具的設(shè)計(jì)制缽模具是用來(lái)制做營(yíng)養(yǎng)缽的模子，缽的壓實(shí)和投出都在制缽模具中進(jìn)行，所以它的結(jié)構(gòu)和尺寸影響到營(yíng)養(yǎng)缽的質(zhì)量好壞以及安裝是否方便。（1）缽體形狀和規(guī)格營(yíng)養(yǎng)缽體積不能過(guò)大, 否則重量增加, 運(yùn)輸及移栽都不適合, 育苗設(shè)施也較大。但目前營(yíng)養(yǎng)缽一般采用直徑70 mm、高

40、100 mm 左右的圓柱體, 尺寸都較大。因此, 改變缽體規(guī)格是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化育苗移栽首先要解決的問(wèn)題。本課題中采用的是中等尺寸的營(yíng)養(yǎng)缽，直徑50mm、高50mm。（2）缽的強(qiáng)度和壓縮比營(yíng)養(yǎng)缽的運(yùn)輸、育苗、移栽都要求營(yíng)養(yǎng)缽具有一定的強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)表明: 缽體壓制成型后(含水率為20 %) , 置于桌面, 上加重力均勻下壓, 承受2 3 kg 壓力而不產(chǎn)生變形、裂紋、坍塌或從30 40 cm 高度自由落在硬地上, 不發(fā)生較大破碎的營(yíng)養(yǎng)缽強(qiáng)度較為合適。強(qiáng)度不夠, 在育苗中容易出現(xiàn)變形、坍塌, 運(yùn)輸、移栽時(shí)易破碎; 強(qiáng)度過(guò)大, 育苗中不易吸水, 影響種子發(fā)芽, 移栽后缽體在土壤中堅(jiān)實(shí)不碎, 對(duì)作物生長(zhǎng)不利。

41、要達(dá)到合適的強(qiáng)度, 制缽過(guò)程中必須采用合適的材料壓縮比。試驗(yàn)表明:壓制1 個(gè)營(yíng)養(yǎng)體需用的制缽材料是其體積的2. 0 2. 5 倍, 也就是說(shuō)壓制能力達(dá)到這個(gè)要求即可。一般用草炭或膨化秸稈作配料時(shí)壓縮比為(2. 0 2. 3) 1; 人工腐爛的麥草、麥糠作配料時(shí), 壓縮比應(yīng)為(2. 3 2. 5) 1。試驗(yàn)表明: 如果采用微噴式滴灌方式澆水, 運(yùn)輸過(guò)程中將缽體表面含水率降到15 % 左右, 則采用此壓縮比制的缽體在輸送育苗過(guò)程中的破碎率小于3 % (棉花約為3 % , 玉米為2 % 以下)。 圖4-4 制缽模具結(jié)構(gòu)圖（3）制缽模具的結(jié)構(gòu)和尺寸的確定綜上述分析，同時(shí)也為了便于在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中將漏過(guò)活塞

42、的土漏出缽體，特在模具的下方開(kāi)了4個(gè)槽口，同時(shí)為了避免刮土機(jī)構(gòu)在刮土過(guò)程中與模具上表面發(fā)生抵觸，影響整臺(tái)機(jī)械的工作，所以將模具上方的結(jié)構(gòu)加工成弧形，即頂端帶有弧形的圓柱體，弧形半徑與滾筒的半徑相等。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算得制缽模具主要參數(shù)為：模具內(nèi)徑: ;模具高度：模具頂部圓弧半徑：具體結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖4-4。4.2.3 活塞及活塞桿的設(shè)計(jì)（1）活塞的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)活塞的過(guò)程中從以下兩大方面考慮：其一， 缽在壓實(shí)和投出的過(guò)程中，活塞是與其料直接接觸的，活塞外壁與制缽模具內(nèi)壁有配合，整個(gè)活塞在制缽模具中運(yùn)動(dòng)，所以為了減少活塞在模具內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中活塞頂部容積中的料進(jìn)入模具內(nèi)壁和活塞外壁間將活塞卡死的幾率，所以并沒(méi)有將

43、整個(gè)活塞外壁與模具內(nèi)壁配合，只取了配合段l；其二，為了安裝的方便，所以將活塞開(kāi)有內(nèi)螺紋與活塞桿連接，同時(shí)考慮防止螺紋連接的松脫，故在活塞壁上開(kāi)有螺紋孔以便安裝緊定螺釘。 經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算得活塞的主要參數(shù)為: 活塞大端外徑: 活塞整體長(zhǎng)度: 與模具配合段長(zhǎng)度: 具體結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖4-5。 圖4-5 活塞結(jié)構(gòu)圖（2）活塞桿該機(jī)中的活塞桿螺紋左段與活塞連接，而右段與方軸連接。在缽體機(jī)工作的過(guò)程中，方軸對(duì)活塞桿產(chǎn)生推力（拉力），從而帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。為了得到預(yù)定的營(yíng)養(yǎng)缽尺寸，所以要求對(duì)左段的長(zhǎng)度為當(dāng)安裝活塞后端面與活塞端面平齊。同時(shí)為了在壓實(shí)的過(guò)程中，獲得種坑，故地在左段的斷面上制造出小凸頭，活塞桿的結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖

44、4-6。 圖4-6 活塞桿結(jié)構(gòu)圖4.2.4 導(dǎo)向筒的設(shè)計(jì)由于活塞桿一端在制缽模具相連,另一端是與方軸相連,所以為了防止活塞桿在工作的過(guò)程中不被卡死,以及讓活塞桿的轉(zhuǎn)動(dòng)始終與滾筒同步,所以在制缽模具的下端安裝導(dǎo)向筒。由于活塞桿的導(dǎo)向段與導(dǎo)向筒的內(nèi)壁之間總存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以為了減少磨損以及簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向筒采用無(wú)油潤(rùn)滑材料。同時(shí)，導(dǎo)向筒的長(zhǎng)度不能太短，如果太短，會(huì)很容易產(chǎn)生自鎖，致使活塞桿被卡住，而不能正常工作。所以經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算得導(dǎo)向筒的主要參數(shù)為：內(nèi)徑：長(zhǎng)度：具體結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖4-7。圖4-7 導(dǎo)向筒結(jié)構(gòu)圖4.2.5 方軸的設(shè)計(jì)方軸是通過(guò)滾子子與凸輪連接，方軸的主要作用是連接5個(gè)活塞桿，使5個(gè)活塞桿

45、同時(shí)擠壓缽，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就可以實(shí)現(xiàn)只用兩個(gè)凸輪推動(dòng)5個(gè)活塞桿，這樣就大大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。（1）方案選擇方案一，采用圓軸，如圖。采用該方案，活塞桿與該圓周的連接是通過(guò)螺紋直接與圓軸的孔內(nèi)螺紋連接。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是軸的加工工藝性好，但在圓軸上開(kāi)5個(gè)孔對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱較大，孔不易加工，同時(shí)軸內(nèi)的螺紋孔與活塞桿直接相連，這樣安裝活塞桿不方便，且連接不牢靠,見(jiàn)圖4-8。 圖4-8 方案一方案二，采用方軸，如圖。該方案是與活塞桿連接段采用方軸，并且在該段上開(kāi)有光孔，將活塞桿的一端穿過(guò)方軸后用螺母連接。該方案的優(yōu)點(diǎn)是孔對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較小，且孔易于加工便，且與活塞桿，安裝方，連接牢靠，缺點(diǎn)是該軸的加工工藝性較差

46、。綜合上述分析，采用方案二。這里在方舟上設(shè)有圓柱形段i、ii，這是因?yàn)樾⊥馆喸谛D(zhuǎn)的過(guò)程中會(huì)推該軸段，所以為了使小凸輪在推該軸的過(guò)程中接觸良好，所以在i、ii處采用圓周形軸段,方軸結(jié)構(gòu)見(jiàn)4-9圖。圖4-9 方案二4.2.6 刮土機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)刮土機(jī)構(gòu)由兩部分組成：1-刮土板和2-彈簧合頁(yè)，刮土板由合頁(yè)安裝在混料箱3的左右側(cè)板上。當(dāng)制缽模具裝完料繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到右刮土板時(shí)，刮土板會(huì)將模具中多余的土刮去，使多余的料留在混料箱內(nèi)，見(jiàn)圖4-10。經(jīng)計(jì)算，刮土板與中心線的推薦夾角范圍為。夾角過(guò)小，則刮土效果不明顯，若夾角過(guò)大則使混料箱中的料與刮土板的水平方向接觸面積過(guò)大從而增加了刮土板所受的壓力。 圖4-10 刮土

47、機(jī)構(gòu)4.3套杯內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖4-11 總裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1-機(jī)架，2-支座，3-軸承端蓋，4-螺釘，5-緊定螺釘，6-齒輪，7、10-沉頭螺釘，8-軸承端蓋9-凸輪，11-滑套，12-長(zhǎng)套筒，13-深溝球軸承，14-主軸，15-油封，16-圓環(huán)，17-套杯圖4-12 套杯、凸輪安裝結(jié)構(gòu)總圖4.3.1 套杯及主要零件的安裝方法先將凸輪9通過(guò)沉頭螺釘10安裝在套杯17的凸緣上，然后將主軸13從套杯17的右端穿入，再將圓環(huán)15安裝到套杯16的右端，然后安裝左軸承蓋，接著裝長(zhǎng)套筒12和左端深溝球軸承，然后將滑套11裝入套杯，接著將已裝好齒輪6的左端蓋安裝到滑套11上，最后將已安裝好在支架1上的剖分式機(jī)座將

48、套杯17的左安裝端卡卡緊，如圖4-12所示。4.3.2 主要零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）套杯 套杯17的結(jié)構(gòu)工藝性在該制缽機(jī)中非常重要，套杯工藝性好，則會(huì)便于凸輪，端蓋等零件的安裝及定位。所以從便于安裝及定位可靠等方面考慮，設(shè)計(jì)的套杯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-13所示。套杯的i 段和iii段是用來(lái)安裝深溝球軸承的，所以為了便于軸承的安裝，故在i段和iii段之間加工了一段比軸承外徑稍大的工藝孔。同時(shí)在套杯右端的結(jié)構(gòu)iv主要是為了安裝密封圈，避免土等雜質(zhì)進(jìn)入軸承，影響軸承的工作。而套杯周邊留有帶有螺釘孔的凸緣是為了便于用螺釘安裝凸輪，否則通過(guò)在套杯上設(shè)置鍵來(lái)安裝凸輪不僅會(huì)導(dǎo)致鍵槽削弱套杯的整體強(qiáng)度，而且在該方案中鍵連接

49、定位不如螺釘連接牢靠，套杯結(jié)構(gòu)如圖4-13所示。 圖4-13 套杯結(jié)構(gòu)（2）滑套 由于主軸轉(zhuǎn)速不高僅72r/min，同時(shí)為了便于齒輪6、凸輪9的安裝，以及減小機(jī)器整體的高度，所以這里采用了由無(wú)油潤(rùn)滑材料制成的滑套11安裝在端蓋8和套杯17之間。而滑套的軸向定位是通過(guò)右端套杯17的凸緣和左端齒輪6的輪轂進(jìn)行定位的。又因?yàn)樵诠ぷ鞯倪^(guò)程中，套杯17靜止而滾筒左端蓋8轉(zhuǎn)動(dòng)，所以為了在工作的過(guò)程中滑套始終和端蓋8一起旋轉(zhuǎn)，故安裝了緊定螺釘5，如圖4-12所示。（3）圓環(huán)套杯17右端的結(jié)構(gòu)iv不僅是為了安裝密封圈，而且也可以為右端軸承起到軸向定位，如果不用圓環(huán)，則會(huì)使右端軸承的靜止的外圈和轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)圈都與靜

50、止的套杯接觸，如圖4-14（a），這種情況在機(jī)械設(shè)計(jì)中是不允許的，所以這里單獨(dú)設(shè)計(jì)了圓環(huán)16就解決了這一問(wèn)題，如圖4-14（b）所示。 a b圖4-14 圓環(huán)定位圖4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)是一種常用的高副機(jī)構(gòu)，它主要由凸輪（主動(dòng)件）、從動(dòng)桿和機(jī)架組成。圖示為典型的盤(pán)狀凸輪及移動(dòng)凸輪。其工作原理是：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，借助凸輪輪廓曲線的向徑r(盤(pán)狀凸輪）或高度h(移動(dòng)凸輪）的變化而使從動(dòng)桿得到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類(lèi)：尖端從動(dòng)件：這種從動(dòng)件結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，尖頂能與任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但因尖頂易磨損，僅適用于作用力很小的低速凸輪機(jī)構(gòu);滾子從

51、動(dòng)件：從動(dòng)件的一端裝有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾子，滾子與凸輪之間為滾動(dòng)摩擦，磨損小，可以承受較大的載荷，因此，應(yīng)用最普遍;平底從動(dòng)件：從動(dòng)件的一端為一平面，直接與凸輪輪廓相接觸。若不考慮摩擦，凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力始終垂直于端平面，傳動(dòng)效率高，且接觸面間容易形成油膜，利于潤(rùn)滑，故常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。它的缺點(diǎn)是不能用于凸輪輪廓有凹曲線的凸輪機(jī)構(gòu)中;曲面從動(dòng)件：這是尖端從動(dòng)件的改進(jìn)形式，較尖端從動(dòng)件不易磨損。結(jié)合機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，本課題中采用的是滾動(dòng)從動(dòng)件。即使用是滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)。4.4.1 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)涉及許多方面的問(wèn)題，除考慮剛性沖擊和柔性沖擊外，還應(yīng)對(duì)

52、各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律所具有的最大速度vmax、最大加速度amax及其影響加以比較。1) 愈大，則動(dòng)量 愈大。若從動(dòng)件突然被阻止，過(guò)大的動(dòng)量會(huì)導(dǎo)致極大的沖擊力，危及設(shè)備和人身安全。因此，當(dāng)從動(dòng)件質(zhì)量較大時(shí)，為了減小動(dòng)量，應(yīng)選擇vmax值較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2) 愈大，慣性力愈大。作用在高副接觸處的應(yīng)力愈大，機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和耐磨性要求也就愈高。對(duì)于高速凸輪，為了減小慣性力的危害，應(yīng)選擇amax值較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。常用的幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的 、 沖擊特性及適用場(chǎng)合見(jiàn)表4-1所示。表4-1 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律因推桿的轉(zhuǎn)速僅為6/rmin,速度低，載荷也不大，故選用等速的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（2）設(shè)計(jì)原理：利用反轉(zhuǎn)法。首先取滾子中心為參考點(diǎn)，把該點(diǎn)當(dāng)作尖底從動(dòng)件的尖底，按照上述方法求出一條輪廓曲線h。再以h上各點(diǎn)為中心畫(huà)一系列滾子，最后作這些滾子的內(nèi)包絡(luò)線h（對(duì)于凹槽凸輪還應(yīng)作外包絡(luò)線h